Stromgenerator - Electric generator
Bei der Stromerzeugung ist ein Generator ein Gerät, das Bewegungsenergie ( mechanische Energie ) in elektrische Energie zur Verwendung in einem externen Stromkreis umwandelt . Zu den mechanischen Energiequellen zählen Dampfturbinen , Gasturbinen , Wasserturbinen , Verbrennungsmotoren , Windturbinen und sogar Handkurbeln . Der erste elektromagnetische Generator, die Faradaysche Scheibe , wurde 1831 vom britischen Wissenschaftler Michael Faraday erfunden . Generatoren liefern fast den gesamten Strom für elektrische Stromnetze .
Die umgekehrte Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie erfolgt durch einen Elektromotor , und Motoren und Generatoren haben viele Ähnlichkeiten. Viele Motoren können mechanisch angetrieben werden, um Strom zu erzeugen; häufig stellen sie akzeptable manuelle Generatoren her.
Terminologie
Elektromagnetische Generatoren fallen in eine von zwei großen Kategorien, Dynamos und Wechselstromgeneratoren.
- Dynamos erzeugen durch die Verwendung eines Kommutators pulsierenden Gleichstrom .
- Lichtmaschinen erzeugen Wechselstrom .
Mechanisch besteht ein Generator aus einem rotierenden und einem stationären Teil:
- Rotor : Der rotierende Teil einer elektrischen Maschine .
- Stator : Der stationäre Teil einer elektrischen Maschine, der den Rotor umgibt.
Einer dieser Teile erzeugt ein Magnetfeld, der andere hat eine Drahtwicklung, in der das wechselnde Feld einen elektrischen Strom induziert:
- Feldwicklung oder Feld-(Dauer-)Magnete: Das Magnetfeld erzeugende Bauteil einer elektrischen Maschine. Das Magnetfeld des Dynamos oder Generators kann entweder durch Drahtwicklungen, die als Feldspulen bezeichnet werden, oder durch Permanentmagnete bereitgestellt werden . Elektrisch erregte Generatoren umfassen ein Erregungssystem , um den Feldfluss zu erzeugen. Ein Generator unter Verwendung von Permanentmagneten (PMs) wird manchmal ein gerufener magneto oder ein Permanentmagnet - Synchrongenerator (PMSM).
- Anker : Die stromerzeugende Komponente einer elektrischen Maschine. In einem Generator, Wechselstromgenerator oder Dynamo erzeugen die Ankerwicklungen den elektrischen Strom, der einen externen Stromkreis mit Strom versorgt.
Der Anker kann je nach Ausführung entweder am Rotor oder am Stator und am anderen Teil die Feldspule oder der Magnet sein.
Geschichte
Bevor der Zusammenhang zwischen Magnetismus und Elektrizität entdeckt wurde, wurden elektrostatische Generatoren erfunden. Sie arbeiteten nach elektrostatischen Prinzipien, indem sie sich bewegende elektrisch geladene Riemen, Platten und Scheiben verwendeten, die Ladung zu einer Hochpotentialelektrode transportierten. Die Ladung wurde durch einen von zwei Mechanismen erzeugt: elektrostatische Induktion oder triboelektrischer Effekt . Solche Generatoren erzeugten sehr hohe Spannungen und niedrige Ströme . Aufgrund ihrer Ineffizienz und der Schwierigkeit, Maschinen zu isolieren , die sehr hohe Spannungen erzeugten, hatten elektrostatische Generatoren niedrige Nennleistungen und wurden nie zur Erzeugung von kommerziell signifikanten Mengen elektrischer Energie verwendet. Ihre einzigen praktischen Anwendungen bestanden darin, frühe Röntgenröhren und später in einigen atomaren Teilchenbeschleunigern anzutreiben .
Generator für Faradaysche Scheiben
Das Funktionsprinzip elektromagnetischer Generatoren wurde in den Jahren 1831–1832 von Michael Faraday entdeckt . Das Prinzip, das später als Faradaysches Gesetz bezeichnet wird , besteht darin, dass in einem elektrischen Leiter, der einen variierenden magnetischen Fluss umgibt , eine elektromotorische Kraft erzeugt wird .
Er baute auch den ersten elektromagnetischen Generator, die Faradaysche Scheibe ; eine Art von homopolaren Generator , einen unter Verwendung von Kupferplattendreh zwischen den Polen eines Hufeisens Magneten . Es erzeugte eine kleine Gleichspannung .
Dieses Design war aufgrund von selbstaufhebenden Gegenströmen von Strom in Bereichen der Platte, die nicht unter dem Einfluss des Magnetfelds standen, ineffizient . Während direkt unter dem Magneten Strom induziert wurde, zirkulierte der Strom in Bereichen, die außerhalb des Einflusses des Magnetfelds lagen, rückwärts. Dieser Gegenstrom begrenzte die Leistungsabgabe an die Aufnahmedrähte und verursachte eine Abwärme der Kupferscheibe. Spätere homopolare Generatoren würden dieses Problem lösen, indem sie eine Reihe von Magneten verwenden, die um den Scheibenumfang herum angeordnet sind, um einen stetigen Feldeffekt in einer Stromflussrichtung aufrechtzuerhalten.
Ein weiterer Nachteil war , dass die Ausgangsspannung sehr gering war, aufgrund des einzigen Strompfades durch den magnetischen Fluss. Experimentatoren fanden heraus, dass die Verwendung mehrerer Drahtwindungen in einer Spule höhere und nützlichere Spannungen erzeugen könnte. Da die Ausgangsspannung proportional zur Windungszahl ist, könnten Generatoren leicht konstruiert werden, um jede gewünschte Spannung durch Variieren der Windungszahl zu erzeugen. Drahtwicklungen wurden zu einem grundlegenden Merkmal aller nachfolgenden Generatorkonstruktionen.
Jedlik und das Phänomen der Selbsterregung
Unabhängig von Faraday begann Ányos Jedlik 1827 mit dem Experimentieren mit elektromagnetischen rotierenden Geräten, die er elektromagnetische Selbstrotoren nannte . Beim Prototyp des einpoligen Elektrostarters (fertiggestellt zwischen 1852 und 1854) waren sowohl die feststehenden als auch die sich drehenden Teile elektromagnetisch. Es war auch die Entdeckung des Prinzips der Dynamo- Selbsterregung , das die Permanentmagnetkonstruktionen ersetzte. Er könnte auch das Konzept des Dynamos im Jahr 1861 (vor Siemens und Wheatstone ) formuliert haben , es aber nicht patentieren lassen, da er dachte, er sei nicht der Erste, der dies erkannte.
Gleichstromgeneratoren
Eine sich in einem Magnetfeld drehende Drahtspule erzeugt einen Strom, der bei jeder 180°-Drehung seine Richtung ändert, einen Wechselstrom (AC). Viele frühe Verwendungen von Elektrizität erforderten jedoch Gleichstrom (DC). Bei den ersten praktischen elektrischen Generatoren, den sogenannten Dynamos , wurde der Wechselstrom mit einem Kommutator , einem Satz rotierender Schaltkontakte auf der Ankerwelle, in Gleichstrom umgewandelt . Der Kommutator kehrte die Verbindung der Ankerwicklung zum Stromkreis bei jeder 180°-Drehung der Welle um und erzeugte einen pulsierenden Gleichstrom. Einer der ersten Dynamos wurde 1832 von Hippolyte Pixii gebaut .
Der Dynamo war der erste elektrische Generator, der in der Lage war, Strom für die Industrie zu liefern. Der Woolrich Electrical Generator von 1844, heute im Thinktank, Birmingham Science Museum , ist der früheste elektrische Generator, der in einem industriellen Prozess verwendet wurde. Es wurde von der Firma Elkingtons für die kommerzielle Galvanisierung verwendet .
Der moderne, industrietaugliche Dynamo wurde unabhängig von Sir Charles Wheatstone , Werner von Siemens und Samuel Alfred Varley erfunden . Varley nahm am 24. ein Patent Dezember 1866, während Siemens und Wheatstone'schen beide ihre Entdeckungen angekündigt am 17. Januar 1867 die letztere einen Vortrag über seine Entdeckung der liefernden Royal Society .
Die "dynamo-elektrische Maschine" verwendet selbstversorgende elektromagnetische Feldspulen anstelle von Permanentmagneten, um das Statorfeld zu erzeugen. Das Design von Wheatstone war dem von Siemens ähnlich, mit dem Unterschied, dass die Statorelektromagnete in der Siemens-Konstruktion in Reihe mit dem Rotor lagen, in Wheatstones Design jedoch parallel. Der Einsatz von Elektromagneten anstelle von Permanentmagneten steigerte die Leistung eines Dynamos erheblich und ermöglichte erstmals eine hohe Stromerzeugung. Diese Erfindung führte direkt zu den ersten großen industriellen Anwendungen von Elektrizität. In den 1870er Jahren setzte Siemens beispielsweise elektromagnetische Dynamos ein, um Elektrolichtbogenöfen zur Herstellung von Metallen und anderen Materialien anzutreiben.
Die entwickelte Dynamomaschine bestand aus einer stationären Struktur, die das Magnetfeld bereitstellt, und einem Satz rotierender Wicklungen, die sich in diesem Feld drehen. Bei größeren Maschinen wird das konstante Magnetfeld von einem oder mehreren Elektromagneten bereitgestellt, die üblicherweise als Feldspulen bezeichnet werden.
Aufgrund der mittlerweile nahezu universellen Verwendung von Wechselstrom für die Energieverteilung sind große Dynamos zur Stromerzeugung nur noch selten zu sehen . Vor der Einführung von Wechselstrom waren sehr große Gleichstromdynamos das einzige Mittel zur Stromerzeugung und -verteilung. AC sind gekommen , um zu dominieren aufgrund der Fähigkeit von AC leicht zu umgewandelt zu und von sehr hohen Spannungen geringe Verluste über große Entfernungen zu ermöglichen.
Synchrongeneratoren (Wechselstromgeneratoren)
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Durch eine Reihe von Entdeckungen folgten dem Dynamo viele spätere Erfindungen, insbesondere der Wechselstromgenerator , der Wechselstrom erzeugen konnte . Es ist allgemein bekannt, dass es sich um die Synchrongeneratoren (SGs) handelt. Die Synchronmaschinen sind direkt mit dem Netz verbunden und müssen beim Anlauf richtig synchronisiert werden. Darüber hinaus werden sie mit spezieller Kontrolle erregt, um die Stabilität des Antriebssystems zu erhöhen.
Wechselstromerzeugungssysteme waren in einfacher Form von Michael Faradays ursprünglicher Entdeckung der magnetischen Induktion von elektrischem Strom bekannt . Faraday selbst baute eine frühe Lichtmaschine. Seine Maschine war ein "rotierendes Rechteck", dessen Funktionsweise heteropolar war - jeder aktive Leiter ging nacheinander durch Bereiche, in denen das Magnetfeld in entgegengesetzte Richtungen war.
Große zweiphasige Wechselstromgeneratoren wurden 1882 von einem britischen Elektriker, JEH Gordon , gebaut. Die erste öffentliche Demonstration eines "Wechselstromgeneratorsystems" wurde 1886 von William Stanley, Jr. , einem Mitarbeiter von Westinghouse Electric, gegeben .
Sebastian Ziani de Ferranti gründete 1882 Ferranti, Thompson und Ince , um seinen Ferranti-Thompson-Generator zu vermarkten , der mit Hilfe des renommierten Physikers Lord Kelvin erfunden wurde . Seine frühen Lichtmaschinen erzeugten Frequenzen zwischen 100 und 300 Hz . Ferranti entwarf 1887 die Deptford Power Station für die London Electric Supply Corporation mit einem Wechselstromsystem. Nach seiner Fertigstellung im Jahr 1891 war es das erste wirklich moderne Kraftwerk, das Hochspannungs-Wechselstrom lieferte, der dann an jeder Straße für die Verbraucher "abgebaut" wurde. Dieses Basissystem ist bis heute weltweit im Einsatz.
Nach 1891 wurden mehrphasige Wechselstromgeneratoren eingeführt, um Ströme mehrerer unterschiedlicher Phasen zu liefern. Spätere Wechselstromgeneratoren wurden für wechselnde Wechselstromfrequenzen zwischen sechzehn und etwa hundert Hertz zur Verwendung mit Bogenbeleuchtung, Glühlampen und Elektromotoren entwickelt.
Selbsterregung
Als die Anforderungen an eine größere Stromerzeugung stiegen, stieg eine neue Einschränkung: die von Permanentmagneten verfügbaren Magnetfelder. Das Umleiten einer kleinen Menge der vom Generator erzeugten Leistung zu einer elektromagnetischen Feldspule ermöglichte es dem Generator, wesentlich mehr Leistung zu erzeugen. Dieses Konzept wurde als Selbsterregung bezeichnet .
Die Feldspulen sind in Reihe oder parallel zur Ankerwicklung geschaltet. Wenn sich der Generator zum ersten Mal zu drehen beginnt, erzeugt der geringe remanente Magnetismus im Eisenkern ein Magnetfeld, um ihn zu starten und einen kleinen Strom im Anker zu erzeugen. Dieses fließt durch die Feldspulen und erzeugt ein größeres Magnetfeld, das einen größeren Ankerstrom erzeugt. Dieser "Bootstrap"-Prozess wird fortgesetzt, bis sich das Magnetfeld im Kern aufgrund der Sättigung einpendelt und der Generator eine stationäre Ausgangsleistung erreicht.
Sehr große Kraftwerksgeneratoren verwenden oft einen separaten kleineren Generator, um die Feldspulen des größeren zu erregen. Im Falle eines schwerwiegenden weit verbreiteten Stromausfalls mit Inselbildung von Kraftwerken müssen die Kraftwerke möglicherweise einen Schwarzstart durchführen , um die Felder ihrer größten Generatoren zu erregen, um den Kundenstromdienst wiederherzustellen.
Spezialisierte Generatortypen
Gleichstrom (DC)
Ein Dynamo verwendet Kommutatoren, um Gleichstrom zu erzeugen. Es versteht sich von selbst angeregt , dh seine Feldelektromagneten angetrieben durch die eigenen Ausgang der Maschine. Andere Arten von Gleichstromgeneratoren verwenden eine separate Gleichstromquelle, um ihre Feldmagnete zu erregen.
Homopolarer Generator
Ein homopolarer Generator ist ein elektrischer Gleichstromgenerator mit einer elektrisch leitenden Scheibe oder einem Zylinder, der sich in einer Ebene senkrecht zu einem gleichförmigen statischen Magnetfeld dreht. Zwischen der Mitte der Scheibe und dem Rand (oder Enden des Zylinders) entsteht eine Potentialdifferenz, die elektrische Polarität hängt von der Drehrichtung und der Ausrichtung des Feldes ab.
Es ist auch als unipolarer Generator , azyklischer Generator , Scheibendynamo oder Faradaysche Scheibe bekannt . Die Spannung ist typischerweise niedrig, im Fall kleiner Demonstrationsmodelle in der Größenordnung von einigen Volt, aber große Forschungsgeneratoren können Hunderte von Volt erzeugen, und einige Systeme haben mehrere Generatoren in Reihe, um eine noch größere Spannung zu erzeugen. Sie sind insofern ungewöhnlich, als sie einen enormen elektrischen Strom erzeugen können, einige mehr als eine Million Ampere , weil der homopolare Generator mit einem sehr niedrigen Innenwiderstand hergestellt werden kann.
Magnetohydrodynamischer (MHD) Generator
Ein magnetohydrodynamischer Generator extrahiert direkt elektrische Energie aus sich bewegenden heißen Gasen durch ein Magnetfeld, ohne den Einsatz von rotierenden elektromagnetischen Maschinen. MHD - Generatoren wurden ursprünglich entwickelt , weil die Ausgabe eines Plasma MHD - Generator ist eine Flamme, auch in der Lage die Kessel eines aufzuheizen Dampfkraftwerk . Das erste praktische Design war der AVCO Mk. 25, 1965 entwickelt. Die US-Regierung finanzierte eine umfangreiche Entwicklung, die 1987 in einer 25-MW-Demonstrationsanlage gipfelte. In der Sowjetunion war die MHD-Anlage U 25 von 1972 bis Ende der 1980er Jahre im regulären Netzbetrieb am Moskauer Stromnetz einer Leistung von 25 MW, der damals größten MHD-Anlagenleistung der Welt. Als Topping-Cycle betriebene MHD-Generatoren sind derzeit (2007) weniger effizient als GuD- Gasturbinen .
Wechselstrom (AC)
Induktionsgenerator
Als Generatoren können Induktions-Wechselstrommotoren verwendet werden, die mechanische Energie in elektrischen Strom umwandeln. Induktionsgeneratoren arbeiten, indem sie ihren Rotor mechanisch schneller als die Synchrondrehzahl drehen, was zu negativem Schlupf führt. Ein normaler Wechselstrom-Asynchronmotor kann normalerweise ohne interne Modifikationen als Generator verwendet werden. Induktionsgeneratoren sind in Anwendungen wie Kleinwasserkraftwerken, Windturbinen oder bei der Reduzierung von Hochdruckgasströmen auf einen niedrigeren Druck nützlich, da sie mit relativ einfachen Steuerungen Energie zurückgewinnen können. Sie benötigen keinen Erregerkreis, da das rotierende Magnetfeld durch Induktion aus dem Statorkreis bereitgestellt wird. Sie benötigen auch keine Drehzahlreglerausrüstung, da sie von Natur aus mit der angeschlossenen Netzfrequenz arbeiten.
Zum Betrieb muss ein Induktionsgenerator mit einer voreilenden Spannung erregt werden; dies geschieht in der Regel durch Anschluss an ein Stromnetz, oder manchmal werden sie durch Verwendung von Phasenkorrekturkondensatoren selbsterregt.
Linearer elektrischer Generator
In der einfachsten Form von elektrischen Lineargenerator, einen Schiebemagnet bewegt sich hin und her durch ein Solenoid - eine Spule aus Kupferdraht. Durch das Faradaysche Induktionsgesetz wird bei jedem Durchgleiten des Magneten ein Wechselstrom in den Drahtschleifen induziert . Diese Art von Generator wird in der Faraday-Taschenlampe verwendet . Größere lineare Stromgeneratoren werden in Wellenenergiesystemen verwendet.
Konstantfrequenzgeneratoren mit variabler Drehzahl
Viele Bemühungen um erneuerbare Energien versuchen, natürliche Quellen mechanischer Energie (Wind, Gezeiten usw.) zu nutzen, um Elektrizität zu erzeugen. Da diese Quellen in der angelegten Leistung schwanken, würden Standardgeneratoren mit Permanentmagneten und festen Wicklungen ungeregelte Spannung und Frequenz liefern. Der Regelungsaufwand (ob vor dem Generator über Untersetzung oder nach der Erzeugung auf elektrischem Wege) ist im Verhältnis zur verfügbaren natürlich gewonnenen Energie hoch.
Neue Generatorkonstruktionen wie der einfach gespeiste Asynchron- oder Induktionsgenerator , der doppelt gespeiste Generator oder der bürstenlose, doppelt gespeiste Rotor mit gewickeltem Rotor haben Erfolg in Anwendungen mit variabler Drehzahl und konstanter Frequenz, wie Windturbinen oder anderen erneuerbaren Energietechnologien . Diese Systeme bieten somit in bestimmten Anwendungsfällen Kosten-, Zuverlässigkeits- und Effizienzvorteile.
Häufige Anwendungsfälle
Kraftwerk
Ein Kraftwerk , das auch als bezeichneter Kraftwerk oder Kraftpaket und manchmal Erzeugungsstation oder Erzeugungsanlage , ist eine industrielle Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie . Die meisten Kraftwerke enthalten einen oder mehrere Generatoren, eine rotierende Maschine, die mechanische Leistung in Drehstrom umwandelt . Die Relativbewegung zwischen einem Magnetfeld und einem Leiter erzeugt einen elektrischen Strom . Die Energiequelle, die zum Antreiben des Generators genutzt wird, variiert stark. Die meisten Kraftwerke der Welt verbrennen fossile Brennstoffe wie Kohle , Öl und Erdgas , um Strom zu erzeugen. Zu den saubereren Quellen gehören Atomkraft und eine zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien wie Sonne , Wind , Wellen und Wasserkraft .
Fahrzeuggeneratoren
Straßenfahrzeuge
Kraftfahrzeuge benötigen elektrische Energie, um ihre Instrumente zu versorgen, den Motor selbst in Betrieb zu halten und ihre Batterien aufzuladen. Bis etwa in die 1960er Jahre wurden in Kraftfahrzeugen eher Gleichstromgeneratoren (Dynamos) mit elektromechanischen Reglern verwendet. Dem obigen historischen Trend folgend und aus vielen der gleichen Gründe wurden diese nun durch Generatoren mit eingebauten Gleichrichterschaltungen ersetzt .
Fahrräder
Fahrräder benötigen Energie, um Lauflichter und andere Geräte anzutreiben. Es gibt zwei übliche Arten von Generatoren, die bei Fahrrädern verwendet werden: Flaschendynamos, die bei Bedarf in den Fahrradreifen eingreifen, und Nabendynamos, die direkt am Antriebsstrang des Fahrrads befestigt sind. Der Name ist konventionell, da es sich um kleine Permanentmagnet-Generatoren handelt, nicht um selbsterregte Gleichstrommaschinen wie Dynamos . Einige Elektrofahrräder sind in der Lage, regeneratives Bremsen durchzuführen , wobei der Antriebsmotor als Generator verwendet wird, um beim Bremsen etwas Energie zurückzugewinnen.
Segelboote
Segelboote können einen wasser- oder windbetriebenen Generator zum Erhaltungsladen der Batterien verwenden. Ein kleiner Propeller , eine Windturbine oder ein Laufrad ist mit einem Generator mit geringer Leistung verbunden, um Ströme bei typischen Wind- oder Reisegeschwindigkeiten zu liefern.
Elektroroller
Elektroroller mit regenerativem Bremsen sind auf der ganzen Welt populär geworden. Ingenieure verwenden kinetische Energierückgewinnungssysteme am Roller, um den Energieverbrauch zu senken und die Reichweite um bis zu 40-60% zu erhöhen, indem sie einfach Energie mithilfe der Magnetbremse zurückgewinnen, die elektrische Energie für die weitere Verwendung erzeugt. Moderne Fahrzeuge erreichen Geschwindigkeiten von 25–30 km/h und können bis zu 35–40 km fahren.
Aggregat
Ein Motor-Generator ist die Kombination aus einem elektrischen Generator und einem Motor ( Primärmaschine ), die zusammen montiert sind, um ein einziges in sich geschlossenes Gerät zu bilden. Als Motoren werden in der Regel Kolbenmotoren verwendet, es können aber auch Gasturbinen eingesetzt werden, und es gibt sogar hybride Diesel-Gas-Aggregate, sogenannte Dual-Fuel-Aggregate. Es sind viele verschiedene Versionen von Motorgeneratoren erhältlich - von sehr kleinen tragbaren benzinbetriebenen Sets bis hin zu großen Turbinenanlagen. Der Hauptvorteil von Motorgeneratoren ist die Fähigkeit, unabhängig Strom zu liefern, wodurch die Einheiten als Notstromlösungen dienen können.
Menschenbetriebene elektrische Generatoren
Ein Generator kann auch durch menschliche Muskelkraft angetrieben werden (zum Beispiel in Feldfunkanlagen).
Menschenbetriebene elektrische Generatoren sind im Handel erhältlich und waren das Projekt einiger Heimwerker . Üblicherweise mit Tretkraft, einem umgebauten Fahrradtrainer oder einer Fußpumpe betrieben, können solche Generatoren praktisch zum Laden von Batterien eingesetzt werden und sind teilweise mit integriertem Wechselrichter ausgestattet. Ein durchschnittlicher „gesunder Mensch“ kann über einen Zeitraum von vollen acht Stunden konstant 75 Watt (0,1 PS) produzieren, während ein „erstklassiger Athlet“ über einen ähnlichen Zeitraum ungefähr 298 Watt (0,4 PS) produzieren kann. An dessen Ende ist eine unbestimmte Ruhe- und Erholungszeit erforderlich. Bei 298 Watt ist der durchschnittliche „gesunde Mensch“ innerhalb von 10 Minuten erschöpft. Die erzeugbare elektrische Nettoleistung wird aufgrund der Effizienz des Generators geringer sein. Tragbare Funkempfänger mit Kurbel wurden entwickelt, um den Batteriekauf zu reduzieren, siehe Uhrenradio . Während der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden im gesamten australischen Outback pedalbetriebene Radios verwendet , um in abgelegenen Stationen und Städten Schulungen ( School of the Air ), medizinische und andere Bedürfnisse zu erfüllen.
Mechanische Messung
Ein Tachogenerator ist ein elektromechanisches Gerät, das eine Ausgangsspannung proportional zu seiner Wellendrehzahl erzeugt. Es kann für einen Geschwindigkeitsanzeiger oder in einem Geschwindigkeitsregelsystem mit Rückkopplung verwendet werden. Tachogeneratoren werden häufig zum Antrieb von Tachometern verwendet , um die Drehzahlen von Elektromotoren, Motoren und der von ihnen angetriebenen Ausrüstung zu messen. Generatoren erzeugen eine Spannung, die ungefähr proportional zur Wellendrehzahl ist. Mit präziser Konstruktion und Konstruktion können Generatoren so gebaut werden, dass sie für bestimmte Wellendrehzahlbereiche sehr genaue Spannungen erzeugen.
Gleichartiger Schaltkreis
Ein Ersatzschaltbild aus Generator und Last ist im nebenstehenden Diagramm dargestellt. Der Generator wird durch einen abstrakten Generator dargestellt , der aus einer idealen Spannungsquelle und einer inneren Impedanz besteht. Durch Messung des Wicklungswiderstandes (korrigiert auf Betriebstemperatur ) und Messung der Leerlauf- und Lastspannung bei definierter Strombelastung können Generatoren und Parameter ermittelt werden .
Dies ist das einfachste Modell eines Generators, für eine genaue Darstellung müssen möglicherweise weitere Elemente hinzugefügt werden. Insbesondere kann eine Induktivität hinzugefügt werden, um die Wicklungen der Maschine und den magnetischen Streufluss zu berücksichtigen, aber eine vollständige Darstellung kann viel komplexer werden.
Siehe auch
Verweise